Jaunie pētījumi liecina, ka tumšā matērija, noslēpumainā viela, kas veido ceturto daļu no Visuma masas un enerģijas, varētu būt veidota no ārkārtīgi sīkām un vieglām daļiņām. Šī tumšās matērijas “izplūdušā” forma, ko sauca par to, ka tāpēc, ka šo sīko daļiņu viļņu garums tiks izsmērēts kolosāli milzīgā platībā, būtu mainījis kosmiskās vēstures gaitu un agrīnajā Visumā radījis garus un gudrus pavedienus, nevis savelkušās galaktikas, pēc simulācijām.
Atradumiem ir novērošanas sekas - gaidāmie teleskopi spēs atgriezties šajā agrīnajā laika posmā un potenciāli atšķirt dažādu veidu tumšo vielu, ļaujot fiziķiem labāk izprast tās īpašības.
Tumšā matērija ir nezināma masīva viela, kas atrodama visā kosmosā. Tas neizstaro gaismu - tātad nosaukums ir tumšā matērija -, bet tā gravitācijas efekti palīdz sasaistīt galaktiku kopas un liek zvaigznēm galaktiku malās griezties ātrāk, nekā tas būtu citādi. Daudzi zinātnieki uzskata, ka lielākā daļa tumšās vielas ir auksta, kas nozīmē, ka tā pārvietojas salīdzinoši lēni. Bet ir pavisam citas idejas, piemēram, iespēja, ka tā ir niecīga un izplūduša, kas nozīmē, ka tā ātri pārvietosies, jo ir tik viegla.
"Mūsu simulācijas rāda, ka pirmās galaktikas un zvaigznes, kas veidojas, izskatās ļoti atšķirīgas Visumā ar izplūdušo tumšo vielu, nevis Visumā, kurā ir auksta tumšā matērija," - Lachlan Lancaster, Prinstonas universitātes astrofizikas fakultātes students un jauna darba līdzautors. žurnālā Physical Review Letters stāstīja Live Science.
Lankasters paskaidroja, ka visizplatītākās spekulācijas par tumšo matēriju liek domāt, ka tā sastāv no vāji interaktīvām masīvajām daļiņām (WIMP), kurām protona masa būtu desmitiem vai simtiem reižu lielāka. Simulācijas, kurās tiek izmantots šāda veida tumšā viela, ir ārkārtīgi labas, lai no jauna izveidotu liela mēroga Visuma struktūru, ieskaitot plašus tukšas telpas tukšumus, ko ieskauj gari, ar zirnekļiem saistīti gāzes un putekļu pavedieni, veidojumu, kas pazīstams kā kosmiskais tīkls. Bet mazākā mērogā šādos modeļos ir vairākas neatbilstības no tā, ko astronomi novēro ar saviem teleskopiem. Šajā standarta skatījumā tumšajai vielai vajadzētu sakrāties galaktiku centros, bet neviens to nav redzējis.
Turpretī izplūdušā tumšā matērija būtu prātam neaptverami viegla, iespējams, viena ceturtā daļa no miljardās daļas no elektronu masas, teikts MIT paziņojumā. Kvantu mehānika apgalvo, ka daļiņas var uzskatīt arī par viļņiem, kuru viļņu garums ir apgriezti proporcionāls to masai, sacīja Lankasters. Tātad šādas gaismas daļiņas viļņa garums būtu tūkstošiem gaismas gadu garš.
Tāpēc izplūdušajai tumšajai vielai būtu grūtāk salikt kopā nekā aukstai, WIMP tumšajai vielai. Simulācijās Lankasters un viņa līdzautori parādīja, ka aukstā tumšās vielas Visumā būtu galaktikas, kas salīdzinoši ātri veidotos no sfēriskām halām.
Bet izplūdušā tumšā matērija tā vietā saplūst garās, gudrās materiāla virknēs - "milzu pavedienos, nevis neveiklās galaktikās", sacīja Lankasters - un galaktikas tad dzims lielākas un vēlāk. Tumšajai matērijai būtu arī grūtāk uzkrāties galaktiku centros, potenciāli izskaidrojot, kāpēc astronomi, aplūkojot galaktikas, neievēro šo saliekumu.
Tādus instrumentus kā Lielais sinoptisko pētījumu teleskops (LSST) Čīlē un 30 metru klases teleskopus, kas tiek būvēti visā pasaulē, drīz varēsim izmantot dažās visuma agrākajās dienās. Paredzams, ka viņi sāks ņemt datus nākamajā desmitgadē, kas nozīmē "mēs vai nu sāksim redzēt izplūdušās tumšās vielas sekas, vai arī sāksim tos izslēgt," sacīja Lankasters.
Lai gan citi pētnieki ir prātojuši par izplūdušo tumšo vielu, jaunās simulācijas veic rūpīgāku darbu, lai izstrādātu tās kosmoloģiskos efektus, sacīja Jeremija Ostrikere, Kolumbijas universitātes astrofizika, kura šajā darbā nebija iesaistīta.
"Tas palīdz ieskicēt sīkāku informāciju par to, kāda būtu struktūras veidošanās šajā variantu teorijā," piebilda OStrikers. "Un tā ir viena no visinteresantākajām variantu teorijām apkārt."
Lankasters sacīja, ka viņa komandas turpmākās simulācijas varētu koncentrēties uz sīkāku detaļu iegūšanu par izplūdušās tumšās vielas iedarbību, potenciāli dodot astronomiem labāku priekšstatu par to, ko viņi varētu sagaidīt, izmantojot savus teleskopus.
- 18 lielākie neatrisinātie noslēpumi fizikā
- 12 visdīvainākie objekti Visumā
- Kosmisko ierakstu turētāji: 12 lielākie objekti Visumā
